一種基于分形算法的區(qū)域地質(zhì)體巖體裂隙模擬方法與流程
本發(fā)明涉及巖體裂隙模擬方法，尤其是隧道工程區(qū)裂隙模擬方法，具體為一種基于分形算法的區(qū)域地質(zhì)體巖體裂隙模擬方法。
背景技術(shù)：
巖體中裂隙是地質(zhì)體中常見的地質(zhì)構(gòu)造，其形態(tài)復(fù)雜而且千奇百怪。用計算機(jī)模擬它們生成的時候，其建模是很困難的。為了能夠生成形態(tài)逼真的裂隙模型，一般來說，用簡單的遞歸方法是不能從根本上解決這個問題的。分形方法的引入，為裂隙模型構(gòu)型提供了新的途徑。隨機(jī)LS文法引入了隨機(jī)變量使表象不同形態(tài)的規(guī)則按不同的概率分布隨機(jī)出現(xiàn)，從而產(chǎn)生更加自然、生動的圖形來。然而在傳統(tǒng)的LS文法中，只能掌握其大概的形成規(guī)則，在規(guī)定了生長方式之后，只能按照隨機(jī)的方法來繪制分形裂隙，而對于一些具體的細(xì)節(jié)卻無法自由調(diào)節(jié)。譬如:各種生長方方式的比例，以及分形元的比例。目前的分形研究局限于二維平面，實際上裂隙分布在三維空間，因此現(xiàn)在亟待研究一種方法真實模擬三維巖體裂隙。
技術(shù)實現(xiàn)要素：
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是，克服現(xiàn)有技術(shù)的缺點，提供一種基于分形算法的區(qū)域地質(zhì)體巖體裂隙模擬方法，本發(fā)明設(shè)計的巖體裂隙模擬方法是根據(jù)隨機(jī)LS文法生成，提出了參數(shù)化設(shè)計的思想，研究了如何在生成分形裂隙時，利用生長角度參數(shù)a和概率控制參數(shù)U、V來控制裂隙樹形，可以繪制形態(tài)各異的三維裂隙分形裂隙；本發(fā)明指出利用這些參數(shù)可以更好地調(diào)節(jié)各種分形元的比例，從而達(dá)到人為控制三維裂隙分形裂隙樹形的目的，并通過程序?qū)崿F(xiàn)了LS文法繪制三維裂隙分形裂隙的參數(shù)化設(shè)計，仿真模擬了該隧道工程區(qū)的三維裂隙。
本發(fā)明的目的是通過隧道工程區(qū)的參數(shù)計算，模擬真實空間分布工程區(qū)三維裂隙信息。
本發(fā)明的應(yīng)用基礎(chǔ)是區(qū)域地質(zhì)體三維模型，該地質(zhì)體三維模型分區(qū)塊包括三維坐標(biāo)存儲、隧道圍巖屬性信息，以及斷層、產(chǎn)狀等區(qū)域地質(zhì)調(diào)查數(shù)據(jù)。
本發(fā)明提供了一種基于分形算法的區(qū)域地質(zhì)體巖體裂隙模擬方法，包含以下步驟：
步驟一、根據(jù)隧道圍巖屬性劃分不同區(qū)域：
在隧道路線設(shè)計圖中，含隧道起始點里程L0，坐標(biāo)(x0，y0,z0)，隧道終止里程Ln，坐標(biāo)(xn，yn,zn)，中間部分隧道路線各節(jié)點里程值為L1，L2，L3，…，Ln-1，坐標(biāo)為(x1，y1,z1)，(x2，y2,z2)，(x3，y3,z3)，…，(xn-1，yn-1,zn-1)。隧道整體區(qū)域以隧道不同的圍巖屬性信息分為不同的里程信息l0，l2，l3，…，lm首先根據(jù)里程信息計算不同里程分界點的三維坐標(biāo)(xi，yi,zi)(0<i<m)：
xi＝xj+(xj+1-xj)·(li-Lj)/(Lj+1-Lj)(Lj<li<Lj+1)(0<i<m,0<j<n)，
yi＝y(tǒng)j+(yj+1-yj)·(li-Lj)/(Lj+1-Lj)(Lj<li<Lj+1)(0<i<m,0<j<n)，
zi＝zj+(zj+1-zj)·(li-Lj)/(Lj+1-Lj)(Lj<li<Lj+1)(0<i<m,0<j<n)；
步驟二、根據(jù)不同區(qū)域的圍巖屬性信息計算此區(qū)域分形深度：
隧道圍巖屬性根據(jù)破碎程度及巖性分為5級，分別為Ⅰ，Ⅱ，Ⅲ，Ⅳ，Ⅴ，數(shù)字越小的圍巖性質(zhì)越好；
Ⅰ類：巖石新鮮完整、構(gòu)造影響輕微、節(jié)理裂隙不發(fā)育或稍發(fā)育，閉合且延伸不長，無或很少軟弱結(jié)構(gòu)面、斷層帶寬[0，0.1)米，與洞向近正交、巖體呈整體或塊狀砌體結(jié)構(gòu)；
Ⅱ類：巖石新鮮或微風(fēng)化，受構(gòu)造影響一般，節(jié)理裂隙稍發(fā)育或發(fā)育，有少量軟弱結(jié)構(gòu)面、層間結(jié)合差；斷層破碎帶寬[0.1，0.5)米、與洞向斜交或正交、巖體呈塊狀砌體或?qū)訝钇鲶w結(jié)構(gòu)；
Ⅲ類：巖石微風(fēng)化或弱風(fēng)化，受地質(zhì)構(gòu)造影響裂隙發(fā)育、部分張開充泥，軟弱結(jié)構(gòu)面分布較多、斷層破碎帶[0.5，1)米，與洞線斜交或平行、巖石呈碎石狀鑲嵌結(jié)構(gòu)；
Ⅳ類：與III類同，斷裂及軟弱結(jié)構(gòu)面較多，斷層破碎帶[1，2)，與洞平行，巖體呈碎石狀鑲嵌結(jié)構(gòu)，局部呈碎石狀壓碎結(jié)構(gòu)；
Ⅴ類：散體：砂層滑坡堆積及碎、卵、礫質(zhì)土；根據(jù)圍巖屬性確認(rèn)該里程段區(qū)域內(nèi)的分形維數(shù)，分形維數(shù)為該區(qū)域內(nèi)巖石圍巖級別數(shù)；
步驟三、確定三維裂隙LS文法結(jié)構(gòu)：
自然界中裂隙不規(guī)則，可由隨機(jī)LS文法生成，這里探討分形裂隙的LS文法構(gòu)圖算法；分形幾何中的LS文法構(gòu)圖算法是仿照語言學(xué)中語法生成的發(fā)放來構(gòu)造圖形的一種算法；其核心概念是重寫，它制定一個或幾個初始字母和一組“生成規(guī)則”，將生成規(guī)則反復(fù)作用到初始字母和新生成的字母上，產(chǎn)生出整個語言。
字母表：L，R；生成規(guī)則：L→R，R→LR；初始字母：R；則有：
R→LR→RLR→LRRLR→……
該文法用字母表和符號串來表達(dá)生成對象的初始形式，然后根據(jù)一組產(chǎn)生式重寫規(guī)則，將初始形式的每個字符一次替換為新的字符形式，一次過程反復(fù)替換重寫，最后生成終極圖形；
LS文法圖形的生成過程是將繪圖的每一時刻狀態(tài)定義為當(dāng)前位置矢量T與前進(jìn)方向a的集合(T、a)，方向a共包括裂隙生長的傾向α和傾角β兩部分。根據(jù)實際工程中裂隙的調(diào)查統(tǒng)計結(jié)果，一般情況下，定義巖體裂隙的三種生長方式：
P1:F→F[+F]F[-F]F，
P2:F→F[+F]F[-F[+F]]，
P3:F→FF[-F+F+F]+[+F-F-F]；
以第一種生長方式為例，將文法字母表的繪圖規(guī)則做些簡要的說明，其分形元的繪圖過程以及具體符號字母的含義如下：“F”完成第一條線段AB→“[”處，程序自動記錄點B坐標(biāo)、方向信息→“+”表示劃線的方向開始順時針旋轉(zhuǎn)預(yù)定角度a→“F”完成第二條線段BC→
“]”處，自動讀取點B信息，并且返回至點B→F完成第三條線段BD→“[”記錄點D信息→“-”劃線方向開始逆時針旋轉(zhuǎn)a→“F”完成第四條線段DE→“]”選取點D信息，并返回點D→“F”完成第五條線段DF；
此后，結(jié)果迭代，F(xiàn)[+F]F[-F]F中的每個F都會被F[+F]F[-F]F所替代，那么繪制的圖形就會變成F[+F]F[-F]F[+F[+F]F[-F]F]F[+F]F[-F]F[-F[+F]F[-F]F]F[+F]F[-F]F；像這樣一直迭代下去，每一次替換，相當(dāng)于分形裂隙的一次生長；
同理，第二種生長方式和第三種生長方式與第一種生長方式類似，其基本繪制過程是：
第二種生長方式：A→B→C回到B→D→E→F回到D；
第三種生長方式：A→B→C→D→E→F回到C→G→H→I回到C；
在編制程序代碼繪制分形裂隙時，需要利用隨機(jī)數(shù)函數(shù)生成隨機(jī)數(shù)，該隨機(jī)數(shù)函數(shù)將會給p一個新的隨機(jī)的數(shù)值，這樣一來，p值將會被固定，就不能采用隨機(jī)的生長方式；
因為在定義生長方式的時候定義的是三種生長方式，所以在編寫代碼時將[0，1]劃分為3個區(qū)間，然后由p值所處于的區(qū)間段選取生長方式，來完成分形裂隙的生長、繪制，多次運(yùn)行程序所生成的分形裂隙形狀一般不同，因為從最開始生長一次時分形裂隙的形狀就有3種可能，隨后又因隨機(jī)的p的值不同采取不同的生長方式和順序，所以才會模擬出不同姿態(tài)的分形裂隙；
該文法盡管可以比較逼真地模擬出樹的形狀，但是根據(jù)文法可以看出：在設(shè)計分形元的時候，生長角度是被賦予了一個定值，這樣一來，分形元的形狀就被固定了下來，如果繪制出來的分形裂隙需要調(diào)整的話，就必須回到程序里面，重新編寫程序，改寫生長角度，這樣就顯得很麻煩；
另外一方面，在選擇生長方式的時候，通常是將[0，1]劃分為[0，0.333]、(0.333，0.666]和(0.666，1]三個均勻的區(qū)間；此時，各種生長方式被選中的概率是相同的；它所繪制的分形裂隙樹形比較隨機(jī)，不同時刻繪制的分形裂隙差別較大，各種生長方式被選擇的概率不受人的控制；
在在繪制分形裂隙的時候，如果能夠?qū)⑸L元中的生長角度參數(shù)化，直接在需要調(diào)整的時候改變參數(shù)，從而實現(xiàn)樹形的改變，將會大大提高繪圖速度，改善繪圖效果；在編制程序進(jìn)行繪圖的時候，添加一個文本框，用于輸入a的值，這樣便于調(diào)整生長角度，從而實現(xiàn)分形裂隙繪制的參數(shù)化；
LS文法中的概率p，雖然是一個隨機(jī)的變量，從表面上看，分形裂隙的繪制和p的值關(guān)系不大，但是在實際的繪圖過程中，概率p卻起到很重要的作用；如果能控制p在不同的區(qū)間選擇不同的生長方式，就可以對分形裂隙中各種生長元的比例起到人為干預(yù)作用，從而使繪制出來的分形裂隙能夠更加貼近人的意愿；
為了控制樹形，再引入?yún)?shù)U和V，這樣可以將[0,1]劃分為[0,U]、(U,V]和(V,1]三個區(qū)間，取不同的U值和V值，就可以控制小區(qū)間的大小，從而改變?nèi)N生長方式被選中的機(jī)率；
步驟四、重取樣生成的三維模擬裂隙：
在隧道工程區(qū)不同里程段生成的三維裂隙在空間上未加約束限定條件，部分裂隙生長到地表以上，與實際情況不符，于是需要對生成的三維空間裂隙進(jìn)行重采樣；本發(fā)明中重取樣生成的三維裂隙的解決方案是對整體區(qū)域工程區(qū)地質(zhì)體有限元化，然后判斷生成的分形裂隙節(jié)點是否在細(xì)化的有限元單元內(nèi)部，若在內(nèi)部，則保留該分形單元節(jié)點，若不在內(nèi)部則去除該裂隙節(jié)點；
區(qū)域工程區(qū)地質(zhì)體有限元的思路是先對隧道工程區(qū)DEM表面柵格化，地表共有點p0，p1，p2，p3，……，pn，坐標(biāo)分別為：(x0,y0,z0)，(x1,y1,z1)，(x2,y2,z2)，(x3,y3,z3)，…，(xn,yn,zn)。區(qū)域工程區(qū)地表點密集，x方向最大最小值為xmax，xmin，y方向最大最小值為ymax，ymin。地表柵格邊長d計算公式為：
X方向柵格個數(shù)為cx，Y方向柵格個數(shù)為cy：
cx＝(xmax-xmin)/d+1
cy＝(ymax-ymin)/d+1
第i行第j列的柵格結(jié)點坐標(biāo)為(xi，j，yi，j，zi，j)＝(xmin+d*i，ymin+d*j,z)，D為所有地表點到待插樣點的最短距離。z值即為該處柵格點的高程：
計算每個柵格中心點坐標(biāo)，第i行第j列所在柵格的中心點坐標(biāo)為
第i行第j列柵格向下共有ni，j個有限元單元：區(qū)域地質(zhì)體共劃分為N個有限元單元：
所有生成的三維裂隙節(jié)點坐標(biāo)為(xLS,yLS,zLS)，第i行第j列第k個有限元單元的中心點坐標(biāo)為(0≤i≤cx,0≤j≤cy,0≤k≤ni,j)，如果存在條件
則該三維裂隙節(jié)點位于有限元單元內(nèi)部，保留該裂隙結(jié)點，否則刪除該結(jié)點。
附圖說明
圖1為本發(fā)明的方法流程圖；
圖2為分形中LS文法第一種生長方式；
圖3為分形中LS文法第二種生長方式；
圖4為分形中LS文法第三中生長方式；
圖5為生成的三維裂隙網(wǎng)絡(luò)真實感模擬圖。
具體實施方式
實施例1
本實施例提供一種基于分形算法的區(qū)域地質(zhì)體巖體裂隙模擬方法，方法流程如圖1所示，首先根據(jù)隧道圍巖的屬性信息將隧道沿線區(qū)域地質(zhì)體分為不同的區(qū)域；然后對不同的區(qū)域分別做研究，根據(jù)不同區(qū)域的圍巖屬性信息計算此區(qū)域分形深度；之后根據(jù)實地統(tǒng)計信息確定三維裂隙的LS文法結(jié)構(gòu)；最后重取樣生成的三維模擬裂隙，可生成位于區(qū)域地質(zhì)體內(nèi)部真實感模擬的三維巖體裂隙。
以躍龍門隧道路線為例，包含以下步驟：
步驟一、根據(jù)隧道圍巖屬性劃分不同區(qū)域，各結(jié)點坐標(biāo)如下：
該隧道共有24個結(jié)點，為方便數(shù)值計算，此處圍巖分界點處的里程數(shù)據(jù)減去隧道起始點的里程數(shù)據(jù)，準(zhǔn)換為距離數(shù)據(jù)，共有99個圍巖分界點；
圍巖分界點差值里程：
根據(jù)等式：
xi＝xj+(xj+1-xj)·(li-Lj)/(Lj+1-Lj)(Lj<li<Lj+1)(0<i<m,0<j<n)
yi＝y(tǒng)j+(yj+1-yj)·(li-Lj)/(Lj+1-Lj)(Lj<li<Lj+1)(0<i<m,0<j<n)
zi＝zj+(zj+1-zj)·(li-Lj)/(Lj+1-Lj)(Lj<li<Lj+1)(0<i<m,0<j<n)
計算各圍巖分界點的三維空間坐標(biāo)為：
ID，X，Y，Z
1，9883.78，8109.41，981.5
2，10007.1，7957.07，982.737
3，10227.3，7685.04，984.946
4，10397.1，7475.19，986.899
5，10453.8，7405.24，988.541
6，10673.9，7133.21，994.928
7，10891.9，6822.03，1001.86
8，11247.7，6208.21，1014.82
9，11272，6164.54，1015.73
10，11296.4，6120.87，1016.64
11，11320.7，6077.2，1017.55
12，11534.9，5692.9，1025.58
13，11559.3，5649.23，1026.49
14，11598.2，5579.36，1027.95
15，11622.6，5535.69，1028.86
16，11744.3，5317.34，1033.43
17，11768.6，5273.67，1034.34
18，11793，5230，1035.25
19，11817.3，5186.33，1036.16
20，11866，5098.99，1037.99
21，11890.3，5055.32，1038.9
22，12046.1，4775.83，1044.74
23，12070.5，4732.16，1045.65
24，12259.4，4414.23，1052.4
25，12414，4181.01，1057.51
26，12463.2，4117.95，1058.97
27，12771.8，3777.57，1067.36
28，12806.5，3741.53，1068.28
29，12908.9，3646.56，1070.83
30，12948.1，3615.48，1071.74
31，13010.7，3565.75，1073.2
32，13049.9，3534.67，1074.11
33，13089，3503.59，1075.03
34，13128.2，3472.51，1075.94
35，13167.4，3441.44，1076.85
36，13206.5，3410.36，1077.76
37，13246.5，3380.44，1078.68
38，13315.4，3339.74，1080.14
39，13358.4，3314.31，1081.05
40，13401.5，3288.88，1081.96
41，13444.5，3263.44，1082.87
42，13899，3034.33，1092.18
43，14323.8，2887.59，1100.39
44，14401.5，2868.67，1101.85
45，14577.2，2829.6，1105.13
46，14865.1，2795.06，1110.42
47，15023.9，2776.01，1113.34
48，15093.9，2775.2，1114.62
49，15273.9，2775.82，1117.9
50，15433.8，2776.54，1120.82
51，15652.6，2799.7，1124.84
52，15870.1，2832，1128.85
53，15967.5，2854.57，1130.68
54，16335.3，2949.76，1137.61
55，16661.2，3046.68，1143.81
56，16709.1，3060.93，1144.73
57，16757，3075.18，1145.64
58，16804.9，3089.43，1146.55
59，16852.9，3103.68，1147.46
60，17226.6，3214.85，1154.58
61，17725，3363.07，1164.07
62，17792.1，3383.02，1165.34
63，18022.2，3451.43，1169.72
64，18280.9，3528.39，1174.65
65，18491.8，3591.1，1178.66
66，18549.3，3608.2，1179.76
67，18731.4，3662.36，1183.23
68，18779.3，3676.61，1184.14
69，18884.8，3707.96，1186.14
70，19172.3，3793.47，1191.62
71，19316.1，3836.23，1194.36
72，19651.5，3935.99，1200.74
73，19795.3，3978.75，1203.48
74，20226.6，4107.02，1211.69
75，20782.5，4272.34，1222.27
76，20830.4，4286.59，1223.18
77，21079.6，4360.7，1227.93
78，21233，4406.31，1230.85
79，21980.5，4628.64，1245.08
80，22076.4，4657.15，1246.9
81，22488.5，4779.72，1254.75
82，22536.4，4793.98，1255.66
83，23140.3，4973.57，1267.16
84，23303.2，5022.03，1270.26
85，23945.3，5213.02，1282.48
86，24022，5235.83，1283.94
87，24137，5270.03，1286.13
88，24213.7，5292.84，1287.59
89，24740.9，5449.62，1297.63
90，24836.7，5478.13，1299.45
91，25085.3，5554.34，1304.2
92，25161.6，5578.23，1305.66
93，25314.3，5626.01，1308.57
94，25446.5，5671.76，1311.13
95，25905，5869.99，1320.25
96，25949.6，5892.58，1321.16
97，26065.6，5951.33，1323.54
98，26110.2，5973.93，1324.45
99，26476.3，6198.59，1327.11
步驟二、根據(jù)不同區(qū)域的圍巖屬性信息計算此區(qū)域分形深度：
隧道圍巖屬性根據(jù)破碎程度及巖性分為5級，分別為Ⅰ，Ⅱ，Ⅲ，Ⅳ，Ⅴ，數(shù)字越小的圍巖性質(zhì)越好；
Ⅰ類：巖石新鮮完整、構(gòu)造影響輕微、節(jié)理裂隙不發(fā)育或稍發(fā)育，閉合且延伸不長，無或很少軟弱結(jié)構(gòu)面、斷層帶寬[0，0.1)米，與洞向近正交、巖體呈整體或塊狀砌體結(jié)構(gòu)；
Ⅱ類：巖石新鮮或微風(fēng)化，受構(gòu)造影響一般，節(jié)理裂隙稍發(fā)育或發(fā)育，有少量軟弱結(jié)構(gòu)面、層間結(jié)合差；斷層破碎帶寬[0.1，0.5)米、與洞向斜交或正交、巖體呈塊狀砌體或?qū)訝钇鲶w結(jié)構(gòu)；
Ⅲ類：巖石微風(fēng)化或弱風(fēng)化，受地質(zhì)構(gòu)造影響裂隙發(fā)育、部分張開充泥，軟弱結(jié)構(gòu)面分布較多、斷層破碎帶[0.5，1)米，與洞線斜交或平行、巖石呈碎石狀鑲嵌結(jié)構(gòu)；
Ⅳ類：與Ⅲ類同，斷裂及軟弱結(jié)構(gòu)面較多，斷層破碎帶[1，2)，與洞平行，巖體呈碎石狀鑲嵌結(jié)構(gòu)，局部呈碎石狀壓碎結(jié)構(gòu)；
Ⅴ類：散體：砂層滑坡堆積及碎、卵、礫質(zhì)土；根據(jù)圍巖屬性確認(rèn)該里程段區(qū)域內(nèi)的分形維數(shù)，分形維數(shù)為該區(qū)域內(nèi)巖石圍巖級別數(shù)；
根據(jù)不同區(qū)域的圍巖屬性信息計算此區(qū)域分形深度，分形維度正相關(guān)于圍巖級別數(shù)字：
步驟三、確定三維裂隙LS文法結(jié)構(gòu)：
將繪圖的每一時刻狀態(tài)定義為當(dāng)前位置矢量T與前進(jìn)方向a的集合(T、a)，方向a共包括裂隙生長的傾向α和傾角β兩部分。根據(jù)實際工程中裂隙的調(diào)查統(tǒng)計結(jié)果，一般情況下，定義巖體裂隙的三種生長方式：
P1:F→F[+F]F[-F]F，
P2:F→F[+F]F[-F[+F]]，
P3:F→FF[-F+F+F]+[+F-F-F]；
根據(jù)躍龍門隧道工程區(qū)的裂隙統(tǒng)計數(shù)據(jù)，圖2、圖3與圖4為區(qū)域工程區(qū)地質(zhì)體的裂隙微小單元結(jié)構(gòu)；
生成的裂隙結(jié)點三維空間坐標(biāo)為：
ID，X，Y，Z
1，10221.7，7691.93，984.89
2，10221.7，7691.93，994.89
3，10218.4，7693.84，1004.13
4，10221.7，7691.93，994.89
5，10221.7，7691.93，1004.89
6，10225，7693.84，1014.13
7，10221.7，7691.93，1004.89
8，10221.7，7691.93，1014.89
9，10218.4，7693.84，1024.13
10，10214.8，7699.97，1031.2
11，10218.4，7693.84，1024.13
12，10215.1，7695.76，1033.37
13，10215.1，7695.76，1043.37
14，10211.8，7697.67，1052.61
15，10221.7，7691.93，1014.89
16，10221.7，7691.93，1024.89
17，10218.4，7693.84，1034.13
18，10221.7，7691.93，1024.89
19，10221.7，7691.93，1034.89
20，10225，7693.84，1044.13
21，10221.7，7691.93，1034.89
22，10221.7，7691.93，1044.89
23，10225，7693.84，1054.13
24，10225，7693.84，1064.13
25，10225，7693.84，1054.13
26，10228.3，7695.76，1063.37
27，10231.9，7701.88，1070.44
28，10235.2，7703.79，1079.68
29，10221.7，7691.93，1044.89
30，10221.7，7691.93，1054.89
31，10218.4，7693.84，1064.13
32，10221.7，7691.93，1054.89
33，10221.7，7691.93，1064.89
34，10225，7693.84，1074.13
35，10221.7，7691.93，1064.89
36，10221.7，7691.93，1074.89
37，10218.4，7693.84，1084.13
38，10214.8，7699.97，1091.2
39，10218.4，7693.84，1084.13
40，10215.1，7695.76，1093.37
41，10215.1，7695.76，1103.37
42，10215.1，7695.76，1093.37
43，10211.8，7697.67，1102.61
44，10208.4，7699.58，1111.85
45，10204.9，7705.71，1118.92
46，10208.4，7699.58，1111.85
47，10205.1，7701.5，1121.08
48，10205.1，7701.5，1131.08
49，10201.8，7703.41，1140.32
50，10205.1，7701.5，1121.08
51，10205.1，7701.5，1131.08
52，10205.1，7701.5，1141.08
53，10208.4，7703.41，1150.32
54，10208.4，7703.41，1160.32
55，10205.1，7705.32，1169.56
56，10205.1，7701.5，1141.08
57，10201.6，7707.62，1148.16
58，10198.3，7709.53，1157.39
59，10198.3，7709.53，1167.39
60，10205.1，7705.32，1169.56
61，10201.6，7711.45，1176.63
62，10201.6，7720.69，1180.46
63，10201.6，7711.45，1176.63
64，10198.1，7717.57，1183.7
65，10198.1，7717.57，1183.7
66，10194.5，7723.7，1190.78
67，10201.8，7703.41，1140.32
68，10201.8，7712.65，1144.15
69，10206.8，7721.31，1144.15
70，10201.8，7712.65，1144.15
71，10201.8，7721.89，1147.98
72，10198.3，7728.01，1155.05
73，10201.8，7721.89，1147.98
74，10201.8，7731.13，1151.8
75，10198.3，7737.25，1158.87
76，10198.3，7746.49，1162.7
77，10198.3，7737.25，1158.87
78，10194.7，7743.38，1165.95
79，10191.4，7745.29，1175.18
80，10187.9，7751.41，1182.26
81，10194.7，7743.38，1165.95
82，10191.4，7745.29，1175.18
83，10188.1，7747.2，1184.42
84，10188.1，7747.2，1184.42
85，10188.1，7756.44，1188.25
86，10221.7，7691.93，1074.89
87，10221.7，7691.93，1084.89
88，10218.4，7693.84，1094.13
89，10221.7，7691.93，1084.89
90，10221.7，7691.93，1094.89
91，10225，7693.84，1104.13
92，10221.7，7691.93，1094.89
93，10221.7，7691.93，1104.89
94，10218.4，7693.84，1114.13
95，10214.8，7699.97，1121.2
96，10218.4，7693.84，1114.13
97，10215.1，7695.76，1123.37
98，10215.1，7695.76，1133.37
99，10215.1，7695.76，1123.37
100，10211.8，7697.67，1132.61
101，10221.7，7691.93，1104.89
102，10221.7，7691.93，1114.89
103，10221.7，7691.93，1124.89
104，10225，7693.84，1134.13
105，10225，7693.84，1144.13
106，10221.7，7695.76，1153.37
107，10221.7，7691.93，1124.89
108，10218.2，7698.05，1131.96
109，10214.8，7699.97，1141.2
110，10214.8，7699.97，1151.2
111，10221.7，7695.76，1153.37
112，10221.7，7695.76，1163.37
113，10221.7，7695.76，1173.37
114，10225，7697.67，1182.61
115，10221.7，7695.76，1173.37
116，10218.2，7701.88，1180.44
117，10214.8，7703.79，1189.68
118，10214.8，7699.97，1151.2
119，10214.8，7699.97，1161.2
120，10211.5，7701.88，1170.44
121，10214.8，7699.97，1161.2
122，10214.8，7699.97，1171.2
123，10218.2，7701.88，1180.44
124，10214.8，7699.97，1171.2
125，10214.8，7699.97，1181.2
126，10211.5，7701.88，1190.44
127，10214.8，7699.97，1181.2
128，10214.8，7699.97，1191.2
129，10334，8051.17，1188.79
130，10334，8051.17，1178.79
131，10334，8054.99，1169.55
132，10334，8051.17，1188.79
133，10337.5，8057.29，1181.72
134，10345.5，8061.91，1177.89
135，10337.5，8057.29，1181.72
136，10341，8063.41，1174.65
137，10341，8067.24，1165.41
138，10341，8063.41，1174.65
139，10344.6，8069.54，1167.58
140，10334，8054.99，1169.55
141，10334，8058.82，1160.32
142，10334，8062.65，1151.08
143，10334，8062.65，1141.08
144，10334，8066.47，1131.84
145，10337.5，8072.6，1124.77
146，10334，8062.65，1151.08
147，10342，8067.27，1147.25
148，10345.5，8073.39，1140.18
149，10345.5，8077.22，1130.94
150，10337.5，8072.6，1124.77
151，10337.5，8076.43，1115.53
152，10337.5，8080.25，1106.29
153，10337.5，8080.25，1096.29
154，10337.5，8084.08，1087.05
155，10341，8090.2，1079.98
156，10337.5，8080.25，1106.29
157，10345.5，8084.87，1102.46
158，10349，8091，1095.39
159，10349，8094.82，1086.15
……
……
……
步驟四、重取樣生成的三維模擬裂隙：
在隧道工程區(qū)不同里程段生成的三維裂隙在空間上未加約束限定條件，部分裂隙生長到地表以上，與實際情況不符，于是需要對生成的三維空間裂隙進(jìn)行重采樣；本發(fā)明中重取樣生成的三維裂隙的解決方案是對整體區(qū)域工程區(qū)地質(zhì)體有限元化，然后判斷生成的分形裂隙節(jié)點是否在細(xì)化的有限元單元內(nèi)部，若在內(nèi)部，則保留該分形單元節(jié)點，若不在內(nèi)部則去除該裂隙節(jié)點；
區(qū)域工程區(qū)地質(zhì)體有限元的思路是先對隧道工程區(qū)DEM表面柵格化，地表共有點p0，p1，p2，p3，……，pn，坐標(biāo)分別為：(x0,y0,z0)，(x1,y1,z1)，(x2,y2,z2)，(x3,y3,z3)，…，(xn,yn,zn)。區(qū)域工程區(qū)地表點密集，x方向最大最小值為xmax，xmin，y方向最大最小值為ymax，ymin。地表柵格邊長d計算公式為：
X方向柵格個數(shù)為cx，Y方向柵格個數(shù)為cy：
cx＝(xmax-xmin)/d+1
cy＝(ymax-ymin)/d+1
第i行第j列的柵格結(jié)點坐標(biāo)為(xi，j，yi，j，zi，j)＝(xmin+d*i，ymin+d*j,z)，D為所有地表點到待插樣點的最短距離。z值即為該處柵格點的高程：
計算每個柵格中心點坐標(biāo)，第i行第j列所在柵格的中心點坐標(biāo)為
第i行第j列柵格向下共有ni,j個有限元單元：區(qū)域地質(zhì)體共劃分為N個有限元單元：
所有生成的三維裂隙節(jié)點坐標(biāo)為(xLS,yLS,zLS)，第i行第j列第k個有限元單元的中心點坐標(biāo)為(0≤i≤cx,0≤j≤cy,0≤k≤ni,j)，如果存在條件
則該三維裂隙節(jié)點位于有限元單元內(nèi)部，保留該裂隙結(jié)點，否則刪除該結(jié)點，最后生成的裂隙網(wǎng)絡(luò)如圖4所示。
以上實施例僅為說明本發(fā)明的技術(shù)思想，不能以此限定本發(fā)明的保護(hù)范圍，凡是按照本發(fā)明提出的技術(shù)思想，在技術(shù)方案基礎(chǔ)上所做的任何改動，均落入本發(fā)明保護(hù)范圍之內(nèi)。
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